PEG-600模擬干旱脅迫對(duì)云南松種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響開題報(bào)告

西南林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告論文題目PEG-600模擬干旱脅迫對(duì)云南松種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響專業(yè)名稱林學(xué)年級(jí)2015級(jí)學(xué)生學(xué)號(hào)20150455030學(xué)生姓名指導(dǎo)教師(職稱)填表時(shí)間2019年3月6日教務(wù)處制指導(dǎo)教師基本情況指導(dǎo)教師姓名性別年齡學(xué)歷或?qū)W位專業(yè)技術(shù)職務(wù)或職稱工作單位題目來源科研項(xiàng)目?；社會(huì)實(shí)踐□；大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目□；其它；1、該研究的目的、意義細(xì)葉云南松樹干通直，岀材率高，結(jié)構(gòu)適中，細(xì)膩，有松脂，較抗病蟲害，是一種重要的南方材脂兩用樹種，也是廣西松科資源中重要的一個(gè)變種和重要的木材生產(chǎn)原料。細(xì)葉云南松生長(zhǎng)于黔滇桂交界處，北緯23°50’?25°40',東經(jīng)104°10’?107°10’，范圍狹窄，屬于微域分布類型；其對(duì)氣候和土壤的適應(yīng)性較強(qiáng)，常以天然林形式存在,人工林較少。廣西雅長(zhǎng)林區(qū)地處南盤江河谷東側(cè)，屬?gòu)V西丘陵向云貴高原過渡的山原地帶，焚風(fēng)效應(yīng)明顯，是桂西北干熱河谷地區(qū)的一部分，年均氣溫20.9°C,年蒸發(fā)量(1585.4mm)大于降雨量(1054.1mm)，屬半干燥氣候區(qū)隨著生態(tài)環(huán)境遭受破壞，細(xì)葉云南松的天然更新面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)。目前，對(duì)細(xì)葉云南松的研究主要集中在其天然林的地理分布及群落特征等方面，關(guān)于細(xì)葉云南松在干旱土壤適應(yīng)性方面的研究仍較少,揭示細(xì)葉云南松種子萌發(fā)期的耐旱特性對(duì)其天然更新或人工促進(jìn)天然更新具有重要意義。聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)是一種親水性很強(qiáng)的大分子有機(jī)物，使用PEG-6000溶液滲透方法模擬干旱條件具有簡(jiǎn)單易行、重復(fù)性好、周期短等特點(diǎn)，近年來被廣泛用于植物種子萌發(fā)期耐旱性研究。細(xì)葉云南松一般通過種子繁殖，其種子能否在干旱條件下萌發(fā)成苗是其能否完成天然更新的前提條件，也是今后實(shí)行人工繁殖的關(guān)鍵。筆者釆用不同濃度PEG-6000溶液模擬不同程度干旱脅迫，分析細(xì)葉云南松種子萌發(fā)、生長(zhǎng)及保護(hù)酶系統(tǒng)等指標(biāo)的變化，旨在為評(píng)價(jià)細(xì)葉云南松種子萌發(fā)期的耐旱特性及在干旱立地條件下的種植栽培提供理論依據(jù)。2、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)種子的萌發(fā)大致可劃分為吸脹、萌動(dòng)、發(fā)芽3個(gè)階段，種子發(fā)芽期受干旱脅迫，種子內(nèi)一系列生理生化反應(yīng)將會(huì)受到一定的破壞，影響種子萌發(fā)。在正常條件下，植物能有效地清除體內(nèi)的活性氧自由基，使細(xì)胞免受傷害，但在逆境或脅迫條件下，植物體內(nèi)的活性氧自由基產(chǎn)生速度超過植物清除活性氧的能力，便會(huì)引起傷害，積累的活性氧會(huì)引發(fā)或者加劇細(xì)胞膜脂過氧化，造成膜系統(tǒng)的損傷，甚至導(dǎo)致細(xì)胞死亡，自由基可導(dǎo)致膜脂過氧化作用，SOD和CAT活性下降，同時(shí)產(chǎn)生過多的膜脂過氧化產(chǎn)物(如MDA等)，膜完整性被破壞引。為了降低脅迫所造成的氧化傷害，植物進(jìn)化出一套抗氧化保護(hù)系統(tǒng)，其中包括非酶類低分子量抗氧物質(zhì)，及抗氧化酶系統(tǒng)(如SOD，APX，POD等)，作為抗氧化保護(hù)的一個(gè)組成部分，整個(gè)抗氧化保護(hù)酶系防御能力取決于各酶活性及其彼此間的綜合協(xié)調(diào)。種子萌發(fā)是種子植物生活史中的第一階段，同時(shí)也是衡量植物抗旱性的重要時(shí)期引，種子能否在一定的干旱條件下有較高的發(fā)芽率和出苗率，直接影響到以后的生長(zhǎng)發(fā)育和生長(zhǎng)狀況。有關(guān)研究指出，輕度干旱對(duì)文冠果、青稞、甘草、云南松等植物種子的萌發(fā)表現(xiàn)為促進(jìn)作用，表明部分植物對(duì)干旱條件有相應(yīng)的適應(yīng)性。本試驗(yàn)中，0．5PEG濃度下種子發(fā)芽率略低于對(duì)照，發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均高于對(duì)照，隨著PEG脅迫濃度的升高，細(xì)葉云南松種子的停止萌發(fā)時(shí)間縮短，萌發(fā)率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)等指標(biāo)均呈逐漸下降趨勢(shì)，且與對(duì)照相比存在極顯著差異；且在0．59／6PEG濃度下MDA含量較低，SOD和CAT活性較高，低濃度的PEG對(duì)細(xì)葉云南松種子的萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用，說明細(xì)葉云南松種子萌發(fā)對(duì)輕度干旱脅迫具有一定的適應(yīng)性；而隨著干旱程度的增加，較高濃度(2．5～4．0)脅迫下，MDA含量增加，SOD、CAT活性均下降且保持較低水平，可能種子已受到破壞。干旱脅迫對(duì)細(xì)葉云南松種子萌發(fā)具有一定的抑制作用，而在一定程度干旱脅迫內(nèi)，細(xì)葉云南松種子可通過自身調(diào)整和發(fā)生一系列生理反應(yīng)，如保護(hù)酶活性增高，保護(hù)機(jī)理不受干旱環(huán)境的損害。水分在細(xì)葉云南松種子的萌發(fā)過程中有很重要的作用，這與濕地松、紫穗槐、香果樹等植物種子進(jìn)行水分脅迫時(shí)，隨著PEG濃度增加，種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢(shì)、萌發(fā)活力等下降的結(jié)果相一致。不同植物種子萌發(fā)對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)存在差異，同種植物中不同酶對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)也不同，低濃度脅迫有促進(jìn)也有抑制作用，但高濃度脅迫都是抑制作用。本研究說明，輕度干旱(0．5PEG濃度)對(duì)細(xì)葉云南松種子萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用，但總體而言，細(xì)葉云南松種子的抗旱能力不強(qiáng)。采用PEG一6000模擬不同程度干旱脅迫對(duì)細(xì)葉云南松種子萌發(fā)、生長(zhǎng)及保護(hù)酶系統(tǒng)等的影響進(jìn)行了初步探索，有助于探討細(xì)葉云南松的抗旱性，對(duì)于其在雅場(chǎng)林場(chǎng)干熱河谷環(huán)境下的自然更新具有重要意義，同時(shí)，也可為人工促進(jìn)天然更新和為人工造林選擇合適的季節(jié)育苗、合理的水分管理等提供相應(yīng)的理論依據(jù)。3、主要參考文獻(xiàn)[1]王獻(xiàn)溥．廣西細(xì)葉云南松林的群落學(xué)特點(diǎn)[J]．植物研究，1991，11(3)：91—103．[2]楊章旗，馮源恒，吳東山．細(xì)葉云南松天然種源林遺傳多樣性的SSR分析EJ]．廣西植物，2014(1)：1014．[3]李治基，王獻(xiàn)溥．廣西細(xì)葉云南松的地理分布和環(huán)境的關(guān)系[J]．植物生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)叢刊，1981(1)：28—37．[4]楊炳強(qiáng)，李大南．廣西雅長(zhǎng)細(xì)葉云南松分布區(qū)土壤的肥力特性[J]．廣西農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1988(3)：27—33．[5]吳敏，李春葉，秦武明，等．72年生細(xì)葉云南松天然林生長(zhǎng)規(guī)律研究EJ]．廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014(2)：61—65．[6]嚴(yán)理，劉曉璐，秦武明，等．廣西百色細(xì)葉云南松天然林生物量研究[J]．西部林業(yè)科學(xué)，2014，43(3)：134—138．[7]田玉紅，李梓，梁才．拉雅松和細(xì)葉云南松松針揮發(fā)油的化學(xué)成分[J]．中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2012，18(1)：51—55．[8]李志萍，張文輝，崔豫川I．PEG模擬干旱脅迫對(duì)栓皮櫟種子萌發(fā)及生長(zhǎng)生理的影響[J]．西北植物學(xué)報(bào)，2013，10：2043—2049．4、該研究的簡(jiǎn)要內(nèi)容，重點(diǎn)解決的問題，預(yù)期結(jié)果或成果發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)發(fā)芽勢(shì)是指在種子發(fā)芽過程中發(fā)芽種子數(shù)達(dá)到高峰時(shí)，正常發(fā)芽種子數(shù)占供檢驗(yàn)種子數(shù)的百分率，其用來表示種子發(fā)芽的速度和整齊程度。發(fā)芽勢(shì)或發(fā)芽指數(shù)能較靈敏地反映種子在不同濃度處理下的發(fā)芽整齊度和種子活力口引。在水分脅迫下，植物能調(diào)節(jié)自身地上與地下器官的協(xié)調(diào)關(guān)系，將有限的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)優(yōu)先用于根系（胚根）生長(zhǎng)的需要。水分脅迫下胚軸/胚根比值的減小是植物對(duì)水分脅迫的一種適應(yīng)性反應(yīng)。PEG脅迫對(duì)細(xì)葉云南松種子丙二醛含量及保護(hù)酶活性的影響丙二醛(MDA)是膜質(zhì)過氧化的產(chǎn)物，其含量的高低能直接表現(xiàn)植物膜質(zhì)過氧化程度，MDA含量越低，說明膜受損的程度越小，反之，越大口。而植物體內(nèi)的SOD、P0D和CAT等植物體內(nèi)重要的抗氧化酶，其在清除金屬等脅迫誘發(fā)產(chǎn)生的氧自由基和過氧化物、抑制膜脂過氧化、保護(hù)細(xì)胞免遭傷害等方面起著重要作用_l。在許多作物抗性機(jī)理研究中，SoD、PPO、CAT和POD等酶活性的變化已廣泛作為指示植物抵御逆境脅迫傷害的指標(biāo)。丙二醛含量在PEG處理下，細(xì)葉云南松種子受到不同程度的傷害，誘發(fā)膜脂過氧化作用產(chǎn)生MDA。保護(hù)酶活性超氧化物歧化酶(SOD)是植物抗氧化酶系統(tǒng)的第一道防線，可在細(xì)胞質(zhì)、線粒體與葉綠體中催化超氧化物發(fā)生歧化反應(yīng)生成Ho和分子氧，使種子對(duì)外來脅迫起到保護(hù)作用。發(fā)芽勢(shì)是反應(yīng)種子品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。一般認(rèn)為，發(fā)芽勢(shì)高的種子播種后發(fā)芽整齊。本次發(fā)芽試驗(yàn)以規(guī)定期限的最初1/3期間內(nèi)種子發(fā)芽數(shù)占供試種子數(shù)的百分比為標(biāo)準(zhǔn)，隨著脅迫程度的增強(qiáng)，油松種子發(fā)芽勢(shì)明顯下降，說明在PEG模擬干旱脅迫條件下，其種子的發(fā)芽高峰期滯此次試驗(yàn)是為了進(jìn)一步弄清楚干旱脅迫對(duì)植物種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響。以云南松種子為材料，采用聚乙二醇（PEG6000）模擬干旱脅迫處理云南松種子，并對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響進(jìn)行研究，來確認(rèn)干旱脅迫對(duì)云南松種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響是導(dǎo)致云南松林不能天然更新的重要因素之一。5、擬采取的研究方法或?qū)嶒?yàn)方法，步驟，可能出現(xiàn)的技術(shù)問題及解決辦法試驗(yàn)材料供試種子釆自位于細(xì)葉云南松分布區(qū)的百色市雅長(zhǎng)林場(chǎng),2012年11月釆摘種子，去除空粒和夾雜物后陰干,選取大小均勻、飽滿的種子保存于4C冰箱中備用。1.2研究方法水分脅迫條件由聚乙二醇（PEG6000）溶液產(chǎn)生。共設(shè)5種脅迫，即PEG質(zhì)量濃度分別為50、100、150、200和250gLˉ1，與之相對(duì)應(yīng)的溶液水勢(shì)約為-0.10、-0.20、-0.40、-0.60和-0.90MPa。將經(jīng)過處理的種子置于培養(yǎng)皿內(nèi)浸透了PEG溶液的濾紙上發(fā)芽，PEG溶液浸泡種身約1/2處。溫度控制在22~30oC，每天光照約12h（試驗(yàn)室內(nèi)、散射自然光）。每天向?yàn)V紙加PEG溶液數(shù)滴，以浸透濾紙并稍有剩余，每3d換1次濾紙，以盡量減少水勢(shì)變動(dòng)。對(duì)照（CK）以蒸餾水代替PEG溶液。每個(gè)濃度梯度設(shè)（包括對(duì)照）3次重復(fù)，每個(gè)培養(yǎng)皿內(nèi)置30粒種子。從種子置皿之日起觀察，以胚根長(zhǎng)度等于種子長(zhǎng)度作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)。將3個(gè)重復(fù)中最早有1粒種子發(fā)芽之日作為該處理發(fā)芽的開始期，以后每天定時(shí)記錄發(fā)芽種子數(shù)，當(dāng)連續(xù)4d不再有種子發(fā)芽時(shí)作為發(fā)芽結(jié)束期。在第10天和第15天，各重復(fù)中隨機(jī)取出6粒發(fā)芽種子測(cè)量新生根（胚軸+胚根）長(zhǎng)度。計(jì)算發(fā)芽率、平均發(fā)芽速和發(fā)芽勢(shì)；同時(shí)，以發(fā)芽結(jié)束時(shí)對(duì)照處理的各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)作100%，計(jì)算脅迫處理各指標(biāo)的相對(duì)值。由上述各指標(biāo)和新生根長(zhǎng)度等判定種子萌發(fā)對(duì)PEG模擬水分脅迫的敏感性。種子脅迫處理選取充實(shí)、成熟飽滿且大小均一的種子，用自來水沖洗干凈，經(jīng)0.5%。的高錳酸鉀消毒30min,用蒸徳水清洗種子3?4次。用吸水紙吸干種子表面的水分后，將種子播種于置入2層紗布和1層濾紙的發(fā)芽盒中。根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)及參考文獻(xiàn)設(shè)置相應(yīng)的PEG濃度，每個(gè)發(fā)芽盒分別移入蒸饞水配制的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0.5%,1.0%,l.5%,2.0%,2.5%,3.0%,3.5%,4.0%)的PEG-6000溶液中，每個(gè)處理4次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)100粒，用蒸僭氷作對(duì)照，將發(fā)芽盒置于25'C的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)27d。相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定式中：Gt為第t天的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。生理指標(biāo)測(cè)定待發(fā)芽結(jié)束后，取發(fā)芽種子的胚根0．2g，置于預(yù)冷的研缽中，加10mL0．05mol／LpH7．0磷酸緩沖液，可視研磨情況分次少量加入0．1g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及少許石英砂，在冰浴中研磨成勻漿，于0～4℃，5000r／min下離心20min，上清液即為粗酶提取液。丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定，超氧化歧化酶(SOD)活性采用NBT法測(cè)定，過氧化氫酶(CAT)活性采用紫外分光法。數(shù)據(jù)分析采用MicrosoftExcel、SPSS21．0等數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行整理匯總、單因素方差分析、LSD多重比較分析。6、完成該研究已具備的條件1、早期通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)，以及相關(guān)的書面資料，為試驗(yàn)的設(shè)計(jì)及操作做了具體的分析，并對(duì)試驗(yàn)的可行性做了理論分析，為試驗(yàn)?zāi)軌蚋玫貙?shí)施提供了充分的理論依據(jù)。2、在本科期間學(xué)習(xí)了林學(xué)專業(yè)課程，如《森林培育學(xué)》、《植物生理學(xué)》、《無機(jī)化學(xué)》、《植物學(xué)》、《樹木學(xué)》等，能夠理解該